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【生物——选修3:现代生物科技专题】科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心...

【生物——选修3:现代生物科技专题】科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因,结果发现一个分泌型因子FGF16的表达水平降低,小鼠心脏丧失了再生能力,并出现了严重的心肌肥大现象。紧接着科研人员利用腺相关病毒载体AAV9,实现了在心肌细胞中“过表达”Fgfl6基因,发现心肌细胞恢复增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制。这项工作为心肌损伤修复和病理性心肌肥大的临床治疗提供了理论基础。请回答:

(1)“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是________________

(2)腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具,除具备普通“质粒载体”的条件外,还应具有___________________________(答出两点即可)的条件。

(3)目的基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。已知限制性内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—。请画出目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端________________。DNA连接酶对所连接的两端碱基序列是否有专一性要求?________________

(4)定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用_____________的方法。

(5)资料说明:_____________、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控的生物体的性状。

 

基因重组必需是安全的(不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去)分子大小应适合(以便提取和在体外进行操作);宿主范围广;对靶细胞具有较高的转化效率;在宿主细胞中不会引起免疫排斥(或免疫排斥较低)(或 )否抗原-抗体杂交基因与基因 【解析】本题考查基因工程及其应用的相关知识,意在考查考生理解相关知识的要点,把握知识间的联系,形成知识网络结构的能力。 (1)根据题意可知,“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是基因重组,定向改变了受体的基因组成。 (2)根据题意,科研人员利用腺相关病毒载体AAV9,实现了在心肌细胞中“过表达”Fgfl6基因,发现心肌细胞恢复增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制,说明腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具,除具备普通“质粒载体”的条件外,还必需是安全的(不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去)、其分子大小应适合(以便提取和在体外进行操作)、其宿主范围广、对靶细胞具有较高的转化效率、在宿主细胞中不会引起免疫排斥(或免疫排斥较低)等条件。 (3)限制性内切酶具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在该核苷酸序列内部特定部位切割形成黏性末端或平末端;已知限制性内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—,则目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端为(或 ) ;DNA连接酶对所连接的两端碱基序列没有有专一性要求,只在互补的末端间催化形成磷酸二酯键。 (4)基因的“表达”产物是蛋白质,定性的检测目的基因的“表达”产物可采用抗原-抗体杂交的方法,即用特定抗体检测受体细胞内有无目的基因的“表达”产物(抗原),若形成杂交带(即抗原-抗体结合物)则说明有目的基因的“表达”产物,反之没有目的基因的“表达”产物。 (5)综合上述分析可知,基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控的生物体的性状。 【点睛】 1.目的基因检测与鉴定的方法示意图: 2.归纳拓展——与DNA相关的六种酶的比较: 名称 作用部位 作用底物 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA切成两个片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 DNA (水解)酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 碱基对之间的氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链 RNA聚合酶 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端    
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【生物——选修1:生物技术实践专题】蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值。某同学为筛选产蛋白酶的高产菌株,做了如下实验步骤(配置了下列培养基,在适宜条件下培养):

步骤

取样

培养基

培养结果

I

土壤样品

葡萄糖,(NH42SO4,K2HPO4·3H2O,KH2PO4,NaCl,CaCl2,

MgSO4·7H2O,加水定容

培养液a

II

1mL培养液a

同上

菌落

III

挑取单菌落

细菌培养基

培养液b

 

(1)为实现筛选目的,步骤I所使用的培养基配方中,应去除_____________并加入高浓度的_____________

(2)为实现目的菌的分离和计数,步骤II所使用的培养基中还应加入_____________制成平板,采用的接种方法是_____________,实验结果如图A。

(3)步骤III应挑取图A中_____________处的菌落,本步骤的目的是____________________

 

(4)图B是该蛋白酶和其它酶的热稳定性数据,即酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其酶活性。在该蛋白酶的工业化生产过程中,通常需对发酵液在60—70℃保温一定时间的,其作用是_________________

 

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黄瓜是雌雄同株异花的二倍体植物,果皮颜色(绿色和黄色)受一对等位基因控制。为了判断这对相对性状的显隐性关系,甲乙两同学分别从某种群中随机选取两个个体进行杂交实验,请回答:

(1)甲同学选取绿果皮植株与黄果皮植株进行正交与反交,观察F1的表现型。请问是否一定能判断显隐性?_____________,为什么?__________________________

(2)乙同学做了两个实验,实验一:绿色果皮植株自交;实验二:上述绿色果皮植株做父本、黄色果皮植株做母本进行杂交,观察F1的表现型。

①若实验一后代有性状分离,即可判断____________为显性。

②若实验一后代没有性状分离,则需通过实验二进行判断。

若实验二后代____________________________,则绿色为显性;

若实验二后代____________________________,则黄色为显性。

 

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某生态系统面积约140hm2,该生态系统中有五个优势种群a、b、c、d、e,其中a是该生态系统主要的自养生物,b、c以a为食,d以b、c为食。请回答:

(1)e占第______________营养级。

(2)若c种群的K值为28000只,当c的种群密度为_________时,某种群增长速率最快。

(3)该生态系统中存在竞争关系的生物是________________________

(4)b、c、d、e同化的能量之和________(填“大于”“等于”或“小于”)a同化的能量。

 

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某研究小组为了验证甲状腺激素对垂体的反馈调节机制,做了如下相关实验:

①将多只生长状况相同的成年健康小鼠平均分成A、B、C三组;

②A组小鼠注射一定剂量的药物I(抑制下丘脑神经内分泌细胞功能)和药物II(抑制甲状腺细胞分泌功能);B组小鼠注射一定剂量的药物I和药物III(促进甲状腺细胞分泌功能);C组小鼠注射等量的___________;(不同药物只是限制对应区域的功能,对其他区域无影响。)

③一段时间后,测定每组小鼠体内促甲状腺激素(TSH)的含量,求平均值。

请回答:

(1)甲状腺分泌的甲状腺激素通过____________运输到垂体,并被垂体细胞膜上的____________识别,从而发挥作用。

(2)实验中的步骤②应填____________,三组实验结果TSH的含量多少因为:________________________

(3)小鼠注射药物I的目的是________________________________________________

 

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为探究低温对植物光合作用的影响,某研究小组将15℃生长的某品种植物置于10℃下低温处理,其他培养条件相同。一周后,测得叶肉细胞叶绿体内载体蛋白X(位于类囊体上,运载H+从高浓度到低浓度一侧并同时催化ATP的合成)含量下降,固定CO2的酶Y含量下降;测得植物低温处理前后光合作用强度变化如图所示。请回答:

(1)H+通过类囊体膜的方式是______________,酶Y位于叶绿体_____________

(2)由图可知在低温下利用_____________(填“弱光”或“强光”)的能力更强。

(3)综合题中信息及所学知识,植物最大光合速率下降的原因可能是低温处理降低了____________,从而影响了光合作用的____________阶段。

 

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